LED kullanımı hakkında, LED cihazı, bir LED nasıl yakılır

Herkes şimdi LED'lere aşinadır: LED ışıklar, LED lambalar, şeritler ve çok daha fazlası. Geliştiricilerin çabaları sayesinde, kesinlikle egzotik cihazlar ortaya çıktı, örneğin, bir su musluğundaki bir meme.

Dışa doğru, şeffaf bir plastik silindirdir: soğuk su dökülür - nozulun içinde mavi bir LED yanar, daha sıcak hale gelir - sarı yanar ve su çok sıcak olsa bile, meme kırmızıya döner. İç dolgunun içeriği bilinmemektedir, ancak LED'lerin yayıcı elemanlar olarak kullanılması açıktır.

İlk LED 1962'de Illinois Üniversitesi'nde geliştirildi. 1990'da parlak ve daha sonra süper parlak LED'ler doğdu.

LED'in kendisi geleneksel bir doğrultucu diyota çok benzer, sadece bir doğru akım içinden geçtiğinde, yarı iletken kristal parlamaya başlar. LED'lerin İngilizce adı, ışık yayan diyot veya kelimenin tam anlamıyla bir ışık yayan diyot olarak çevrilebilen LED'dir.

Farklı radyasyon dalga boyları (renk) elde etmek için, yarı iletkene çeşitli katkı maddeleri eklenir. Alüminyum, helyum, indiyum, fosfor ilavesi, kristalin kırmızıdan sarıya renkler yaymasına neden olur. Maviden yeşile bir parıltı elde etmek için kristaller azot, galyum veya indiyum parçacıkları ile katılır.

Günümüzde beyaz LED'ler muhtemelen en yaygın olanlardır. Temel olarak, bunlar, el fenerlerinden, hediyelik eşyalardan binaların çatılarına ve cephelerine kurulum için ciddi spot ışıklarına kadar aydınlatma oluşturmak için ürünlerdir. Ancak burada ilginç bir ayrıntı var: doğada, beyaz renkte yanabilen yarı iletken bir malzeme yoktur.

Nasıl olunur? Ultraviyole radyasyon bu durumdan kurtulmaya yardımcı oldu: "ultraviyole" kristali, fosforlu lambalarda yapılanla aynı fosfor tabakasıyla kaplıdır ve bunun sonucunda LED beyaz renkte yanar.

Ama bir pusu da var. Floresan lambalarda olduğu gibi, fosfor zamanla özelliklerini kaybeder, parıltı zayıflar. Bununla birlikte, bu tür bir aşınmanın meydana gelmesi için, LED en az bir yıl ve hatta daha da fazla sürekli olarak parlamalıdır. Periyodik olarak açılıp kapalıyken, bu cihazların hizmet ömrü oldukça büyüktür.

Başlangıçta, LED'ler esas olarak cihazları göstermek için tasarlandı, minyatür akkor lambaların yerini aldılar. Buradaki faydalar yadsınamaz. Bu düşük güç tüketimi, düşük voltaj ve yüksek dayanıklılıktır: akkor lamba bin saatten fazla olmayan bir hizmet ömrüne sahipken, LED'ler on binlercede bu parametreye sahiptir.

Bazı kaynaklar LED'in 11 yıla kadar sürekli çalışabileceğini iddia ediyor! Ancak bazı cihazlarda, bir ampulü değiştirmek için, kasanın ve tüm ekran panelinin önemli ölçüde sökülmesine başvurmak gerekir. Burada bir çekiç, bir keski ve başka bir anne tam olarak yardımcı olur.

LED'lerin ayırt edici bir parametresi, filtre ihtiyacını ortadan kaldıran çeşitli renklerdir. Akkor lambalarla karşılaştırıldığında LED ampuller titreşim ve şok yüklerini tolere etmeyi kolaylaştıran artan mekanik mukavemete sahiptir. Elbette makul sınırlar içinde.

LED cihazı

İlk LED'ler şeffaf pencereli metal kasalarda üretildi. Teknoloji geliştikçe, gövde tamamen plastikten yapılmaya başlandı.Plastiğin rengi, kural olarak, ışımanın rengine karşılık gelir, ancak şeffaf kılıflar da çok yaygındır. Bu tür LED'in hangi renkte parladığı, ancak dahil edildikten sonra bulunabilir.

İle aynı geleneksel doğrultucu diyotLED, iki pimli anot ve katoda sahiptir. Bu nedenle, bağlarken polariteye dikkat edin. Anodun çıkışı, kural olarak, katottan biraz daha uzundur, ancak bu hala yeni bir LED'dir. Bacaklar zaten kesilmişse, sonuçlar “atasözü” multimetre ile belirlenebilir: bağlantının doğru polaritesi ile LED biraz yanar.

Ters yönde, cihaz, geleneksel bir doğrultucu diyotta olduğu gibi, neredeyse açık olan büyük bir direnç göstermelidir. Şeffaf bir mahfazadaki LED'in dahili düzeni Şekil 1'de gösterilmiştir.

Şekil 1. Şeffaf bir durumda LED'in iç yapısı

Bir LED nasıl yanar

Çoğu zaman, amatör radyo amatörleri şu soruyu sorar: “Bir LED'i yakmak için hangi voltaj gerekli?”. Burada akkor lambalarla benzetmeyi görebilirsiniz. Bu lamba 220V içindir ve bu 12'dir. Bir LED kullanılması durumunda, bu LED'in 5V için olduğunu ve bu 12V için olduğunu söyleyemeyiz. Soru, neden böyle?

Gerçek şu ki, LED mevcut bir cihazdır: Şekil 2'de gösterildiği gibi, bir akım sınırlayıcı direnç onunla seri olarak açılır.

Resim 2 Akım sınırlayıcı direnç üzerinden LED bağlantı şeması

LED'in doğru polariteye sahip bir DC kaynağına bağlandığını görmek kolaydır: anot, akünün pozitif kutbuna ve katodu sırasıyla sınırlama direncinden negatife bağlanır. Doğal olarak, sınırlayıcı direnç, devre seri olduğu için anot çıkışının rüptürüne de dahil edilebilir!

Şekildeki DC kaynağı, gerilimi bir buçuk volttan fazla olmayan bir galvanik hücre olarak gösterilmektedir. Aslında, 12 ... 24V voltajlı ve uygun bir şekilde dahil edilen bir pil, hatta 220V AC aydınlatma ağı olabilir. Önemli olan, doğru akımı LED üzerinden teknik dokümantasyonda belirtilen seviyede sınırlamaktır. Çoğu modern LED için bu akım 20mA'dır.

Ancak burada LED voltajı sorunu hakkında küçük bir açıklama yapmak doğru. Gerçek şu ki, elektronik ekipmanın minyatürleştirilmesi amacıyla, muhafazaya entegre edilmiş bir entegre sınırlama direncine sahip LED'lerin üretimi kurulmuştur. Bu entegrasyon, bu LED'in 12 V çalışma voltajına sahip olduğunu ve bu sadece 5 olduğunu söylememizi sağlar.

Bu işaretleme ile radyo pazarlarının raflarında fiyat etiketlerini görebilirsiniz. Doğru, bu tür cihazlar yaygın değildir, bu nedenle sınırlayıcı direnci unutmamak gerekir.

Belirli bir çalışma voltajı için tasarlanmış bir LED kategorisi de vardır. Bunlar, içinde belirli bir frekansta kristalin yanıp sönmesini sağlayan entegre bir jeneratör içeren yanıp sönen LED'lerdir. Harici kapasitörler ve diğer püf noktaları yardımıyla yanıp sönme frekansını değiştirme girişimleri başarısızlığa mahkumdur. Her ne kadar besleme voltajını değiştirerek frekansta bir miktar değişiklik elde edilebilir.

Bu nedenle, yanıp sönen LED'ler belirli bir voltaj için özel olarak üretilir: yüksek voltaj 3 ... 14V ve düşük voltaj 1.8 ... 5V. Aynı zamanda, düşük voltajlı yanıp sönen LED'ler için dahili sınırlayıcı direnç yoktur. Burada maksimum dikkat göstermeniz gerekiyor. Ama sıradan LED'lere geri dönelim.

Bu nedenle, çoğu LED'in doğru akımının 20 miliamper olduğu söylenmiştir. Biraz daha az yapmak mümkündür (sadece parlaklık düşecek ve renk beklenenden biraz farklı olacak), ancak daha fazla istenmeyen. Şekil 2'de gösterilen sınırlayıcı direnci sağlaması amaçlanan bu akım değeridir.

Bu direncin direnç değerini hesaplamak için iki parametre bilmelisiniz.Birincisi, devrenin besleme voltajıdır (dikkat edin, tek bir LED değil, SCHEMES'tir) ve ikincisi, LED'deki doğrudan voltaj düşüşüdür.

Bu doğrudan düşüş teknik dokümantasyonda belirtilmiştir ve çoğu LED tipi için 1.8 ... 3.6V aralığındadır (her tip için kendi, ancak çoğu zaman 2V). Bu, 20 mA akımda LED'deki doğrudan voltaj düşüşü olacaktır. Bu verilerle, sınırlama direncinin direncini hesaplamak çok basittir. Nereden geldiğini netleştirmek için, Şekil 3'te gösterilen basit şemayı kullanabilirsiniz.

Şekil 3.LED bağlantı şeması

Seri bağlı direnç R1 ve LED HL1'in bir voltaj bölücü olduğu açıktır. Referans verilere göre LED üzerindeki doğrudan voltaj düşüşünün tam olarak 2V olduğu da bilinmektedir. Burada çok iyi bir LED var.

Daha sonra, 12 V besleme voltajı ile, R1 direnci üzerindeki voltaj düşüşü 12 V - 2 V = 10 V olacaktır. Bu nedenle, Ohm yasasına göre, LED'den geçen akımın 20mA olacağı direncin direncini hesaplamak kolaydır: R = U / I = 10V / 20mA = 0.5KΩ.

Sınırlayıcı direncin hesaplanması için formül:

Burada her şey açık ve basit. Payda, besleme voltajı ve LED üzerinde doğrudan voltaj düşüşü vardır. Payda, LED aracılığıyla gereken akımı 0,75'lik bir güvenilirlik faktörü ile çarparak içerir. Mekanikte buna güvenlik payı denir.

Birkaç LED'in seri olarak bağlanması durumunda, üzerlerindeki voltaj düşüşü basitçe toplanır ve yukarıda gösterilen formülde ikame edilir. Doğal olarak, bu durumda, bu durumda R direnci tek bir LED'den daha az olur.

Doğal olarak, direnç üzerinde bir miktar güç açığa çıkar. Direnç hemen veya zamanla yanmaz, gücü genellikle formülle hesaplanır.:

Tüm miktarlar SI sistem boyutuna sahiptir: volt cinsinden voltaj, Ohm cinsinden direnç, watt cinsinden güç.

Çoğu zaman, LED'leri çeşitli güç kaynaklarına bağlayan çeşitli yöntemlere ihtiyaç vardır, ancak bu makalenin devamında tartışılacaktır.

Ayrıca bakınız: LED şeridi güç kaynağına bağlama

Boris Aladyshkin